Análisis químicos de colmillos de mastodonte revelan las primeras muestras de su migración anual

ANN ARBOR — Hace unos 13 mil años, durante la época de apareamiento, un mastodonte masculino nómada murió en una batalla sangrienta con un rival a casi 100 millas de su territorio natal, en lo que hoy es el noreste de Indiana, según el primer estudio que ha documentado la migración anual de un animal individual de una especie extinta.
Gracias a nueva tecnología, investigadores de la Universidad de Cincinnati y de la Universidad de Michigan en Ann Arbor están armando el puzle de los misterios de estos animales ya extintos.
Este adulto de ocho toneladas, conocido como el mastodonte de Buesching, murió cuando un adversario le perforó el lado derecho del cráneo con la punta de un colmillo, una herida mortal que fue revelado años después de que sus restos fueran encontrados en 1998 en una granja cerca de Fort Wayne.

Es probable que el noreste de Indiana fue el lugar preferido de reproducción en verano para este caminante solitario, quien hizo el viaje anualmente durante los últimos tres años de su vida, yendo en dirección al norte desde su lugar de origen en clima frío, según un artículo que se publicó en línea el 13 de junio en Proceedings of the National Academy of Sciences.
El estudio también indica que el mastodonte pudo haber explorado el centro y el sur de Michigan, lo que parece adecuado para una criatura cuyo esqueleto de tamaño natural está expuesto en el Museo de Historia Natural de la U-M.
“El resultado único de este estudio es que, por primera vez, hemos podido documentar la migración terrestre anual de un individuo de una especie extinta”, dijo el paleoecólogo de la Universidad de Cincinnati Joshua Miller, primer autor del estudio.
“Con nuevas técnicas de simulación y un conjunto de poderosas herramientas geoquímicas, hemos podido demostrar que los grandes mastodontes masculinos como Buesching emigraban cada año a lugares de reproducción”.

El paleontólogo de la U-M y codirector del estudio, Daniel Fisher, participó en la excavación del mastodonte de Buesching hace 24 años. Para el estudio, usó una sierra delgada para cortar una losa fina y longitudinal del centro del colmillo derecho del animal de 9,5 pies de longitud y con forma de banana, que es más largo y se encuentra mejor conservado que el izquierdo.
Esa losa se utilizó para los nuevos análisis isotópicos y de la historia biológica, que permitieron a los científicos reconstruir donde el animal había vivido durante dos periodos claves: la adolescencia y los últimos años de la edad adulta. Según los investigadores, el mastodonte de Buesching murió a los 34 años en la batalla por su pareja.
“Ese colmillo contiene toda una vida”, dijo Fisher, que ha estudiado a los mastodontes y mamuts durante más de 40 años y ha ayudado a excavar varias docenas de especies extintas.
“El crecimiento y el desarrollo del animal, así como su historia de cambios en el uso de la tierra y en el comportamiento, quedan grabados en la estructura y la composición del colmillo”, dijo Fisher, profesor de ciencias de la tierra y del medio ambiente, y de ecología y biología evolutiva y conservador del Museo de Paleontología de la U-M.
Los análisis del equipo revelaron que el área natal del mastodonte de Buesching se encontraba probablemente en el centro de Indiana. Al igual que los elefantes actuales, los machos jóvenes permanecían cerca de su hogar hasta que se separaban del grupo encabezado por las hembras cuando llegaban a la adolescencia.
Como adulto solitario, Buesching solía viajar más lejos y con más frecuencia, recorriendo casi 20 millas al mes, según los investigadores. Además, se movía en función de las estaciones del año, incluyendo el paso radical hacia el norte en una región de verano que incluía partes del noreste de Indiana, la cual se supone que servía para reproducirse.
En los climas severos del Pleistoceno, la migración y las estaciones posiblemente fueron fundamentales para el éxito en la reproducción de los mastodontes y otros mamíferos de gran tamaño. Sin embargo, según el nuevo estudio, se sabe poco acerca de cómo sus áreas de distribución geográfica y su movilidad fluctuaban estacionalmente o cambiaban con la madurez sexual.
Ahora, las técnicas para analizar las proporciones de las distintas formas, o isótopos, de los elementos estroncio y oxígeno en los colmillos ancestrales están ayudando a los científicos a desvelar algunos de esos secretos.
Los mastodontes, los mamuts y los elefantes modernos, que pertenecen a un grupo de grandes mamíferos con trompa flexible llamados proboscídeos, tienen dientes incisivos alargados que emergen de sus cráneos como colmillos. En cada año de la vida del animal, se depositan nuevas capas de crecimiento sobre las ya presentes, establecidas en bandas claras y oscuras alternadas.

La mitad del colmillo derecho del mastodonte de Buesching. Los números en el lado del colmillo (12-14) indican dónde están expuestas las capas anuales específicas (contando desde la punta del colmillo hasta el final de la vida en la base) en la superficie del colmillo. Crédito de foto: Jeremy Marble, University of Michigan News.

Las capas de crecimiento de un colmillo se asemejan a un conos de helado, con un registro del momento de la muerte en la base y en la punta el momento del nacimiento.
Los mastodontes eran herbívoros que se alimentaban de árboles y arbustos. Durante su crecimiento, los elementos químicos de sus alimentos y del agua que bebían se incorporaban a los tejidos de su cuerpo, incluidos los colmillos que crecían y se afilaban con elegancia.
En el estudio recién publicado, los isótopos de estroncio y oxígeno en las capas de crecimiento de los colmillos permitieron que los investigadores pudieran reconstruir los viajes de Buesching como adolescente y como adulto sexualmente activo. Recogieron 36 muestras de los años de adolescencia (durante y después de la salida de la manada matriarcal), y 30 muestras de los últimos años de vida del animal.
Utilizando una broca muy pequeña, operada con un microscopio, molieron medio milímetro del borde de las capas de crecimiento individuales, cada una de las cuales abarcaba un período de uno a dos meses de la vida del animal. El polvo producido durante este proceso fue analizado químicamente.
Las proporciones de isótopos de estroncio en el colmillo sirvieron de huellas geográficas asociadas a ubicaciones concretas en mapas que mostraban los cambios de estroncio en el paisaje. Los niveles de isótopos de oxígeno, los cuales revelan grandes cambios en las estaciones, ayudaron a los investigadores a determinar la época del año en que se formó una determinada capa de colmillos.
Ya que las muestras de isótopos de estroncio y de oxígeno fueron extraídas de las mismas capas limitadas de crecimiento, los investigadores pudieron llegar a conclusiones específicas sobre el lugar al que Buesching viajó durante las diferentes épocas del año, y la edad que tenía cuando hizo cada viaje.
Los datos isotópicos de los colmillos se ingresaron en un modelo de movimiento geográfico desarrollado por Miller y sus colegas. El modelo permitió al equipo estimar la distancia que recorría el animal y las probabilidades de movimiento entre las posibles ubicaciones, algo que no existía en estudios anteriores sobre los movimientos de los animales extintos.
“El campo de la geoquímica de isótopos de estroncio es una gran herramienta emergente para la paleontología, la arqueología, la ecología histórica e incluso la biología forense. Está floreciendo”, dijo Miller. “Pero, realmente, apenas estamos empezando a ver lo que esta información nos puede demostrar”.
Fisher y Miller dijeron que el siguiente paso en su proyecto de investigación es analizar los colmillos de un individuo diferente, ya sea otro animal masculino o femenino.
Los otros autores del estudio de PNAS son Brooke Crowley y Bledar Konomi, de la Universidad de Cincinnati, y Ross Secord, del Museo Estatal de Nebraska y la Universidad de Nebraska-Lincoln.
Los autores agradecen a Kent y Janne Buesching por donar el mastodonte Buesching para su estudio científico, y al Museo Estatal de Indiana por permitir acceso al espécimen. El apoyo financiero fue proporcionado por la Universidad de Michigan, la Oficina de Investigación de la Universidad de Cincinnati, la Fundación Minihaha y la Fundación Nacional de Ciencias (EAR-9628063).
Estudio: Male mastodon landscape use changed with maturation (late Pleistocene, North America)
 
Traducido al español por Luisa Sánchez, una estudiante de ciencias políticas y estudios latinas/os en la Universidad de Michigan.